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作者丨賴文昕
編輯丨陳彩嫻
8月21日，匯集了近170家國內外機器人企業的世界機器人大會（WRC 2024）在北京如期而至。大會現場上，最受歡迎的主角們便是27款特點鮮明的人形機器人。
回顧悄然過半的具身智能元年，不難發現，人形機器人在工業場景落地正成為一種行業趨勢。
放眼全球，在眾多工業場所中，汽車制造工廠無疑是最引人矚目的焦點之一。
Figure AI 在本月初發布新一代人形機器人 Figure 02 之余，還展示了其初代機器人在美國南卡羅來納州斯帕坦堡的寶馬汽車工廠中忙碌的身影，Figure 01 進入到寶馬X5、X7 SUV以及Z系列跑車的倉儲、鈑金等車間，每天連續工作20小時。
Apptronik 則與奔馳聯手，將 Apollo 人形機器人部署在生產線上，承擔起搬運和裝配等勞動密集型任務，同時確保零部件的精準配送和質量檢查。
特斯拉也不甘落后，其 Optimus 人形機器人已在自家汽車產線上展開測試，并有望在2026年為其他公司大批量生產。
而來到中國，人形機器人也開始進入車廠實訓——
比如，在今年，人形機器人第一股優必選就與東風柳汽、吉利汽車、一汽紅旗、一汽-大眾青島分公司、奧迪一汽等眾多汽車企業合作，自研的工業版人形機器人Walker S進入多家車廠實訓。
而在火爆的 WRC 2024 中，優必選直接把車廠實訓成果搬到了展會現場，Walker S系列人形機器人在現場直接“開工”，向參會者們展示了智能搬運、智能分揀、智能質檢等任務的執行能力。基于具能智能關鍵技術的突破，優必選還在這次大會上率先推出了“人形機器人工業場景解決方案”。
據了解，優必選是目前全球唯一一家與多家車企宣布戰略合作，并進入車廠實訓的人形機器人企業，而且已獲得了車廠超過500臺的工業版人形機器人意向訂單。
大會現場，優必選還與北京具身智能機器人創新中心、奧迪一汽達成合作，三方將共同研發人形機器人智能化解決方案，將人形機器人引入汽車產線的智能搬運、質量檢查和化學品操作等工位，推動人形機器人在汽車工廠的大規模應用。很顯然，科幻電影的部分情節距離我們的現實生活越來越近。
優必選與奧迪一汽簽約
那么，人形機器人到底需要解決什么技術難題才能進入車廠實訓？車廠對于人形機器人的需求主要集中在哪些方面？我們試圖挖掘一下這一行業熱點背后的更多信息。
人形機器人進車廠，難在哪里？
在人形機器人具備落地應用的條件之前，汽車產業已實現高度的自動化水平：復雜的車輛制造流程被巧妙地分解為一系列更為簡單的步驟，并在專門的工作站進行高效執行。因此對于成為制造線一環的人形機器人而言，它們需要具備幾個重要的能力。
但對于即將“入職”工廠的人形機器人而言，它們必須同時具備強大的魯棒性和先進的智能化自主決策能力。
首先，汽車工廠環境的復雜性要求人形機器人具備強大的環境適應性和魯棒性，能夠在不同的工作站和生產線布局中自如切換，應對多變的生產需求，并確保任務完成的穩定性。同時，汽車制造的精密性要求機器人必須具備精確的操作能力，能夠執行精細的裝配工作，如對小零件的精確放置和組裝。
另外，人形機器人需要在力量與靈活性之間找到平衡點。它們既要有足夠的力量來搬運重型汽車零部件，又要保證手臂和手部的靈活性，以完成復雜的裝配任務。
實時感知與響應能力同樣必不可少，因為工廠環境是動態變化的，人形機器人需要能夠迅速感知環境變化，并做出恰當的反應，以保證生產流程的連續性和效率。
在多任務協調方面，人形機器人需要能夠同時處理多個任務，并與工廠中的其他系統和機器人進行有效協同。這要求它們具備高度的智能化和協調能力，以確保生產流程的順暢和高效。
安全交互則是另一個關鍵點，尤其是在與人類工人共同作業的環境中，機器人必須確保人機交互的安全性，避免任何碰撞和意外，保障工人的安全和生產的順利進行。
綜上所述，人形機器人要想在汽車工廠中發揮重要作用，就必須在適應性、穩定性、精確性、力量與靈活性、感知與響應、多任務協調以及安全性等方面進行技術創新和突破——這些能力與人類相當、甚至超越人類的“六邊形選手”，需要在非結構化且對靈活性要求較高的工位上提供服務，與現有的工業機器人形成互補。
“工廠中的工序是動態調整的，可能今天負責搬運，明天做物料分揀，后天就開始組裝了。涉及不同的場景、工況的情況下，人形機器人的泛化性是最好的。”優必選副總裁、研究院院長焦繼超曾對人形機器人進廠做出解讀。
以最基礎的搬運任務為例，盡管如機械臂、自動導引車（AGV）等配合在工廠常見的高溫高濕高噪音環境下已得到廣泛應用，但一旦具體的空間發生變化，如從空曠車間進入狹窄過道，這些“經典搭檔”就難有容身之地，這便是人形機器人參與其中的機會。
為了完成這個任務，優必選在“大腦”負責的感知、規劃，“小腦”負責的控制，以及負責執行的高性能肢體上都進行了對應的研發：首先，為了精準導航與避障，Walker S系列會構建周圍環境的3D語義地圖規劃行進的路線；接著，通過視覺識別與模仿學習辨別具體需要搬運的物體；最后，再用輕量化仿人雙臂和定制末端執行器搬起最重15公斤的物體。
目前，Walker S 系列最快能在不到一分鐘的時間內完成物料搬運，并用約45秒將物料擺放到位。
再看工業場景中另一項經典的分揀工作，則對人形機器人的靈巧操作與智能水平提出了更高的要求。畢竟，零部件數量眾多，不少只有毫米級的差異，對視覺技術就已提出了很高的要求，更毋論“大腦”與“小腦”之間的配合了。
那么，優必選是如何將分揀任務拆解并逐一執行的呢？
能讓Walker S系列實現拆解、推理并執行子任務的核心，便是優必選訓練的、面向工業制造場景的人形機器人規劃大模型。
在此基礎上，Walker S系列先用6D位姿識別技術來定位、識別部件與工具；接著，通過端側道多模態大模型理解和規劃具體的分揀任務（受干擾依舊可行）；然后，用雙臂自主運動算法生成可泛化的無碰撞和協作抓取路徑；最后再用靈巧手協同操作，實現在10秒內抓取和放置2種組件。
除此之外，在2024世界機器人大會上，Walker S 系列機器人還在現場證明了其在精準質檢方面的能力。
具體而言，Walker S 系列利用語義VSLAM技術進行精確導航，能夠靈活地彎腰下蹲，檢測低矮區域的部件；還能通過手持LED燈和高精度攝像頭的配合，使得螺栓檢測達到了毫米級的精度，確保質檢結果的準確性。通過和管理系統的打通，檢測結果也能夠實時反饋。
可以說，通過這些技術成果，優必選的人形機器人不僅提升了工業自動化的水平，也為制造業的未來發展描繪了從自動化到智能化進化的藍圖。
車廠實訓，讓數據飛輪滾動起來
對于具身智能的從業者而言，大家都已形成一個共識：數據是最大的痛點之一。
焦繼超告訴雷峰網，真實數據和仿真數據同樣重要，但仿真數據也是依賴于真實場景的數據去生成的。“等到有真正的世界模型能去描述物理世界及其運行規律時，仿真數據可能就會超過真實數據，甚至不需要真實數據。但目前而言，真實數據還是更重要一些，占比大約是80%。”
因此，除了高成本的真機采集與同現實存在差距的仿真數據外，不少企業正探索著讓機器人先走進現實場景中，從簡單基礎的任務直接采集、積累數據。
不難發現，具身智能的發展是一個動態的循環過程，其中數據飛輪通過收集互動數據來不斷優化機器人的算法，這些優化后的算法又使機器人能夠在真實場景中更有效地執行任務，進而實現場景落地。
場景落地不僅驗證了技術的實際應用價值，也提供了新的挑戰和數據，這些新的數據再次反饋到數據飛輪中，推動技術的進一步迭代和進步。
技術進步又開拓了新的應用場景和需求，形成了一個相互依賴、相互促進的正向循環，使得具身智能系統能夠持續進化，以適應不斷變化的環境和任務需求。
很顯然，自動化程度較高的車廠，便是一個好的開始。
在工業生產的未來圖景中，人形機器人需要與工人、自動導引車（AGV）、無人物流車以及智能制造管理系統共同編織出一張高效協作的網絡。這意味著在 AI 2.0 時代，工廠場景需要人工智能、機器學習、多模態交互技術的共同作用，才能實現任務的智能分配與調度，以及生產流程的無縫銜接。
具體而言，在任務分配與調度中，智能制造管理系統扮演著中樞角色，通過算法優化，將任務精準下達到每一個執行單元，同時確保實時數據交換，使得生產信息系統的處理流程更加高效，多機協同作業成為常態。
而在物料搬運與配送領域，AGV和無人物流車根據系統指令自動規劃路徑，而人形機器人則利用語義VSLAM技術在復雜環境中進行自主導航和精確作業。
人形機器人的靈活性和高精度使它們能夠執行加工、裝配和質量檢測等任務，同時通過5G網絡與智能制造管理系統實時通信，與人類工人和其他機器人進行高效協作。工人在必要時介入，處理更復雜的任務或進行設備維護，確保生產過程的連續性和穩定性。
最重要的是，其間緊密相扣的所有執行單元在生產過程中收集的數據，如生產效率、物料消耗和設備狀態，都能被制造企業的智能制造管理系統匯總分析，為生產決策提供支持，并不斷優化任務分配與調度策略，推動著工業生產的持續進步和創新。
基于此，優必選以汽車行業為突破口，制定了三個階段的未來規劃。
在當前階段，優必選專注于以新能源汽車制造場景作為人形機器人在工業場景的切入點，實現人形機器人在搬運、物料分揀等工業場景中的測試，不斷完善硬件的穩定性和可靠性；下一階段，優必選計劃隨著人形機器人大規模的落地應用，不斷提升產品的性能，逐漸實現規模商業化，不斷降低人形機器人的成本，并橫向拓展至消費電子制造業等其它行業及應用場景。
到了第三階段，隨著軟硬件的進一步成熟，優必選將進一步把人形機器人拓展到較為復雜的任務場景，具備超過10+種技能，成為多任務通用型工業人形機器人。
“我們擁有大量數據來迭代我們的模型，這使得智能技術能夠真正落地。通過新數據的不斷迭代，我們可以利用軟件來定義硬件，實現面向工業應用的通用化解決方案。”焦繼超分享道。
在WRC 2024上，Walker S系列就展示了其在模擬工業環境中的協同工作能力。
Walker S Lite與L4級無人物流車Chitu赤兔協同作業，通過智能駕駛系統Upilot獲取實時信息，自主導航并精確地完成搬運任務。同時，Walker S系列在質檢環節能夠實時上報質量管理系統的檢測結果，而在分揀環節，它能夠根據智能制造管理系統的指令，自主執行物料轉運任務。
寫在最后
業內普遍認為，人形機器人將成為繼智能手機和新能源汽車之后的下一個技術風口。與此同時，存在于制造業的勞動力缺口，則是進一步放大了市場對人形機器人的想象空間。
人社部、工信部、教育部此前聯合發布的《制造業人才發展規劃指南》指出，到2025年，中國制造業工人缺口將接近3000萬，缺口率達48%。另一方面的數據顯示，中國電子學會數據顯示，到2030年，我國人形機器人市場規模有望達到8700億元。
這些數據組合在一起，不僅反映了市場對高效、智能的工業制造方案的迫切需求，也預示著人形機器人在補充勞動力缺口，推動工業升級和生產力發展中的巨大潛力——一個潛在的萬億市場正在打開。
2023年12月，人形機器人Walker S 敲響了上市鑼，優必選在港股上市，成為“人形機器人第一股”。
針對行業一直期待的人形機器人應用，優必選也率先卡位，并試圖成為引領者。焦繼超表示：“作為研發人員，希望大家冷靜地看待新技術的發展，給更多的空間提升應用能力，先把行業培育起來，人形機器人的前景是非常光明的，我們會堅持不懈地走下去，解決發展過程中遇到的各種難題，不斷突破技術瓶頸。”
走進車廠實訓，也預示著人形機器人在現實場景發揮作用的腳步離我們更近了。下一個工業革新浪潮，也許就在不遠處。
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